EP1076186B1 - Lagereinrichtung zum Lagern eines beweglichen Bauteiles, insbesondere der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Lagereinrichtung zum Lagern eines beweglichen Bauteiles, insbesondere der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors Download PDF

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EP1076186B1
EP1076186B1 EP00116818A EP00116818A EP1076186B1 EP 1076186 B1 EP1076186 B1 EP 1076186B1 EP 00116818 A EP00116818 A EP 00116818A EP 00116818 A EP00116818 A EP 00116818A EP 1076186 B1 EP1076186 B1 EP 1076186B1
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
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    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/14—Features relating to lubrication

Definitions

  • the invention relates to a bearing device for supporting a movable component, in particular the crankshaft of an internal combustion engine with at least one Component receiving bearings and an oil feed line to each bearing,
  • the object of the invention is to provide an improved storage device in which Also particularly sensitive to contamination bearing materials for Use come.
  • the filter is not arranged in a common main oil line, but each have their own filter element just before the camp in the respective oil supply line, which branches off from the main oil line and leads to the respective camp.
  • Advantageous is a distance of the filter from the bearing in the centimeter range and below. If the design allows it, it is favorable if the output of the filter is less than 5 mm from the bearing, so it is almost directly on the camp. This is the distance, in which potential impurities can occur, disappearingly small, and there are any particles, especially in the assembly of the Engine resulting dirt safely held away from the bearing.
  • the invention is particularly suitable for plain bearings, a hard, galvanic or by sputtered coating, which has a small thickness (preferably below 50 microns).
  • Such bearings are inexpensive to manufacture, however, they have not been so far due to their sensitivity to dirt used.
  • the filter assembly according to the invention can now the pollution problem be solved and also such direct-coated plain bearings with a thin, hard layer can be used reliably.
  • the fineness of the filter can be adapted to the respective conditions, for example it is favorable Use filters that retain particles larger than 0.1 mm.
  • such a filter can be designed as a so-called gap filter, in which the oil by at least one of the maximum transmitted particle size defining Gap is led.
  • a gap filter can be an insert body have, which has V-shaped depressions. The entire insert body is then in a receiving bore is used, which is slightly larger in diameter than the Insert itself. The oil can then flow into a V-shaped recess and over the gap between the outer surface of the insert body and the inner surface of the Overflow receiving bore in an adjacent V-shaped recess, the Camp is open. By the V-shape is achieved that the flow velocity is substantially the same across the gap at all locations.
  • split filters are on structurally already known, but have been used only before injection nozzles, to keep impurities out of the fuel.
  • Fig. 1 shows a crankshaft 1, which is rotatably mounted in bearings 2.
  • enlarged thin and hard coating layer 3 for example, galvanic or by Sputtering is applied.
  • the layer has an oil distribution groove 4 in the upper one Bearing half shell on.
  • a filter element 5 is now arranged in front of each bearing 3, the Distance from the camp 3 only in the centimeter range and below and conveniently completely disappears, so that the lying between the filter 5 and the bearing 3 Track is as small as possible.
  • the gap filter 5, with reference to FIG. 2 even more accurate will be described, is in an enlarged receiving bore 6 of the straight oil feed line 7 used.
  • the individual oil feed lines 7 branch from a main oil line 8 and lead from this to the individual camps. So it's not one central oil filter provided, but in each case for the individual warehouse directly in front of this a separate filter 5.
  • Fig. 2 shows the insert body 9 of the split filter in different views.
  • This Insert body 9 has opposite V-shaped recesses 10 and 11, which in installed state alternately to the main oil line 8 and towards the camp 3 out are open.
  • the insert body 9 has a diameter slightly enlarged Zentnerbund 12, which fits snugly against the inner surface of the receiving bore 6.
  • the remaining outer surface 13 has a relation to the diameter D1 of the Zentrierbundes 12 reduced diameter D2, bringing them with a certain gap is spaced from the inner surface of the receiving bore 6. The difference from D1 to D2 thus determines the gap size and thus the maximum transmitted particle size.
  • the oil flows in through the V-shaped opening to the main oil line recesses 11 and then between the outer surface of the insert body 9 and the inner surface of the receiving bore 6 via the webs 13 of the outer surface in the adjacent V-shaped Recesses 10, which are open to the camp 3 out.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung zum Lagern eines beweglichen Bauteils, insbesondere der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem den Bauteil aufnehmenden Lager und einer Ölzulaufleitung zu jedem Lager,
Es ist bereits üblich und seit langem bekannt, in den Ölkreislauf von Verbrennungsmotoren Filter einzubauen, um Verschmutzungen von den Lagern abzuhalten. Diese Filter sind meist an einer zentralen Stelle im Ölkreislauf vorgesehen und können nicht ganz zuverlässig verhindern, daß Verschmutzungen, insbesondere der beim Zusammenbau meist nicht ganz vermeidbare Urschmutz, zu den Lagerstellen gelangt. Man hat daher bisher Lagerwerkstoffe verwendet, die im gewissen Sinne weich waren und damit eine Einbettungsfähigkeit für Ölverunreinigungen gehabt haben, sodaß die Funktionsfähigkeit des Lagers nicht wesentlich beeinträchtigt war.
In der gattungsbilden den US 4 343 378 A ist zwischen dem Lager und dem Filter eine düsenartige Verjüngung angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Lagereinrichtung zu schaffen, bei der auch auf Verschmutzungen besonders empfindlich reagierende Lagerwerkstoffe zum Einsatz kommen.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Meist sind in einem Motor mehrere Lager, beispielsweise Kurbelwellenlager vorhanden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Filter nicht in einer gemeinsamen Hauptölleitung angeordnet, sondern jeweils ein eigenes Filterelement knapp vor dem Lager in der jeweiligen Ölzulaufleitung, die von der Hauptölleitung abzweigt und zum jeweiligen Lager führt. Vorteilhaft ist ein Abstand des Filters vom Lager im Zentimeterbereich und darunter. Sofern es die Konstruktion erlaubt, ist es günstig, wenn der Ausgang des Filters weniger als 5 mm vom Lager entfernt ist, also praktisch direkt am Lager liegt. Damit ist die strecke, in der potentielle Verunreinigungen auftreten können, verschwindend klein, und es werden alle allfälligen Partikel, insbesondere der beim Zusammenbau des Motors entstehende Urschmutz sicher von der Lagerstelle abgehalten.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Gleitlager, die einen harten, galvanisch oder durch Sputtern aufgebrachten Überzug aufweisen, welcher eine geringe Dicke (bevorzugt unter 50 µm) aufweist. Solche Gleitlager sind kostengünstig herzustellen, allerdings wurden sie bisher aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Schmutz nicht eingesetzt. Durch die erfindungsgemäße Filteranordnung kann nun das Verschmutzungsproblem gelöst werden und auch solche direktbeschichteten Gleitlager mit einer dünnen, harten Schicht zuverlässig eingesetzt werden. Die Feinheit des Filters kann an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden, beispielsweise ist es günstig, Filter zu verwenden, die Partikel zurückhalten, welche größer als 0,1 mm sind.
Konstruktiv kann ein solcher Filter als sogenannter Spaltfilter ausgebildet sein, bei dem das Öl durch mindestens einen die maximal durchgelassene Partikelgröße definierenden Spalt geführt wird. Insbesondere kann ein solcher Spaltfilter einen Einsatzkörper aufweisen, der V-förmige Vertiefungen aufweist. Der gesamte Einsatzkörper ist dann in eine Aufnahmebohrung eingesetzt, die im Durchmesser geringfügig größer ist als der Einsatzkörper selbst. Das Öl kann dann in eine V-förmige Vertiefung einströmen und über den Spalt zwischen der Außenfläche des Einsatzkörpers und der Innenfläche der Aufnahmebohrung in eine benachbarte V-förmige Vertiefung überströmen, die zum Lager hin offen ist. Durch die V-Form wird erreicht, daß die Strömungsgeschwindigkeit über den Spalt an allen Stellen im wesentlichen gleich ist. Derartige Spaltfilter sind an sich konstruktiv bereits bekannt, wurden aber bisher nur vor Einspritzdüsen eingesetzt, um Verunreinigungen aus dem Kraftstoff abzuhalten.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert.
  • Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teil eines Verbrennungsmotors im Bereich der Kurbelwelle, wobei drei Kurbelwellenlager dargestellt sind,
  • die Fig. 2 zeigt in verschiedenen Ansichten den Einsatzkörper eines Spaltfilters.
    • Die Fig. 1 zeigt eine Kurbelwelle 1, die in Lagerschalen 2 drehbar gelagert ist. Als eigentlicher Lagerwerkstoff kommt eine in der Zeichnung vergrößert dargestellte dünne und harte Überzugsschicht 3 zum Einsatz, die beispielsweise galvanisch oder durch Sputtem aufgebracht ist. Die Schicht weist eine Ölverteilungsnut 4 in der oberen Lagerhalbschale auf.
    Erfindungsgemäß ist nun vor jedem Lager 3 ein Filterelement 5 angeordnet, dessen Abstand vom Lager 3 lediglich im Zentimeterbereich und darunter liegt und günstigerweise ganz verschwindet, sodaß die zwischen dem Filter 5 und dem Lager 3 liegende Strecke möglichst klein ist. Der Spaltfilter 5, der anhand der Fig. 2 noch genauer beschrieben werden wird, ist in eine erweiterte Aufnahmebohrung 6 der geraden Ölzulaufleitung 7 eingesetzt. Die einzelnen Ölzulaufleitungen 7 zweigen von einer Hauptölleitung 8 ab und führen von dieser zu den einzelnen Lagern. Es ist also nicht ein zentraler Ölfilter vorgesehen, sonder jeweils für das einzelne Lager direkt vor diesem ein eigener Filter 5.
    Die Fig. 2 zeigt den Einsatzkörper 9 des Spaltfilters in verschiedenen Ansichten. Dieser Einsatzkörper 9 weist gegenüberliegende V-förmige Vertiefungen 10 und 11 auf, die im eingebauten Zustand abwechselnd zur Hauptölleitung 8 hin bzw. zum Lager 3 hin geöffnet sind. Der Einsatzkörper 9 weist einen im Durchmesser geringfügig vergrößerten Zentnerbund 12 auf, der satt an der Innenfläche der Aufnahmebohrung 6 anliegt. Die übrige Außenfläche 13 weist einen gegenüber dem Durchmesser D1 des Zentrierbundes 12 verringerten Durchmesser D2 auf, womit sie mit einem gewissen Spaltmaß von der Innenfläche der Aufnahmebohrung 6 beabstandet ist. Die Differenz von D1 zu D2 bestimmt also das Spaltmaß und damit die maximal durchgelassene Partikelgröße. Das Öl strömt über die zur Hauptölleitung V-förmig geöffneten Vertiefungen 11 ein und dann zwischen der Außenfläche des Einsatzkörpers 9 und der Innenfläche der Aufnahmebohrung 6 über die Stege 13 der Außenfläche in die benachbarten V-förmigen Vertiefungen 10, welche zum Lager 3 hin offen sind.
    Durch diesen Aufbau kann ein zuverlässiges Abhalten von Verschmutzungen, insbesondere des Urschmutzes und späteren möglichen größeren Partikeln von den empfindlichen Lagern 3 gewährleistet werden. Es ist damit möglich, auch kostengünstigere Gleitlager einzusetzen, die einen dünnen harten Überzug aufweisen, der beispielsweise galvanisch oder durch Sputtem aufgebracht ist. Grundsätzlich eignet sich die erfindungsgemäße Filteranordnung aber auch bei anderen Lagertypen, wobei auch andere geeignete Filter als Spaltfilter eingesetzt werden können.

    Claims (11)

    1. Lagereinrichtung zum Lagern eines beweglichen Bauteiles, insbesondere der Kurbelwelle, eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem den Bauteil aufnehmenden Lager und einer Ölzulaufleitung zu jedem Lager, wobei in der Ölzulaufleitung direkt vor dem Lager ein Filter angeordnet ist und der Ausgang des Filters (5) direkt vor dem Lager (3) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (5) in einer erweiterten, bis zum Lager (3) reichenden Aufnahmebohrung (6) angeordnet ist und das Lager (3) nicht berührt.
    2. Lagereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (6) Teil einer zum Lager (3) führenden, geraden Ölzulaufleitung (7) ist.
    3. Lagereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Filters (5) weniger als 5 mm vom lager beabstandet ist.
    4. Lagereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser bzw. die Längserstreckung der Aufnahmebohrung (6) geringfügig größer ist als der Durchmesser bzw. die Längserstreckung des Filters (5).
    5. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere Lager (3), zu denen jeweils eine Ölzulaufleitung (7) ausgehend von einer gemeinsamen Hauptölleitung (8) führt, wobei in jeder Ölzulaufleitung (7) zwischen der Abzweigung von der Hauptölleitung (8) und dem Lager (3) ein Filter (5) angeordnet ist.
    6. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Lager (3) ein Gleitlager ist.
    7. Lagereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (3) einen - vorzugsweise galvanisch oder durch Sputtem aufgebrachten - Überzug aufweist, der bevorzugt härter ist als das darunterliegende formgebende Trägermaterial des Lagers.
    8. Lagereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzugs unter 50 µm, vorzugsweise unter 20 µm liegt.
    9. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (5) Partikel zurückhält, die größer als 0,1 mm sind.
    10. Lagereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (5) ein Spaltfilter ist, bei dem das Öl durch mindestens einen die maximal durchgelassene Partikelgröße definierenden Spalt geführt wird.
    11. Lagereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltfilter einen mit vorzugsweise V-förmigen Vertiefungen versehenen Einsatzkörper (9) aufweist, der in eine Aufnahmebohrung (6) eingesetzt ist, wobei der Spalt zwischen der Außenfläche (13) des Einsatzkörpers (9) und der Innenfläche der Aufnahmebohrung (6) definiert ist.
    EP00116818A 1999-08-13 2000-08-04 Lagereinrichtung zum Lagern eines beweglichen Bauteiles, insbesondere der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors Expired - Lifetime EP1076186B1 (de)

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    AT138999 1999-08-13

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    EP1076186A1 EP1076186A1 (de) 2001-02-14
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